L-蛋氨酸

CAS号:63-68-3
英文名:L-Methionine
中文名:L-蛋氨酸
CBNumber:CB9208759
分子式:C5H11NO2S
分子量:149.21
MOL File:63-68-3.mol

熔点 :284 °C (dec.)(lit.)
比旋光度 :23.25 º (c=2, 6N HCl)
沸点 :393.91°C (estimate)
密度 :1,34g/cm
折射率 :1.5216 (estimate)
储存条件 :20-25°C
溶解度 :1 M HCl: 0.5 M at 20 °C, clear, colorless
形态 :Solid
酸度系数(pKa) :2.13(at 25℃)
颜色 :White
PH值 :5-7 (10g/l, H2O, 20℃)
气味 (Odor) :Slight characteristic
旋光性 (optical activity) :[α]20/D +23.7±0.5°, c = 5% in 5 M HCl
水溶解性 :Soluble
最大波长(λmax) :λ: 260 nm Amax: 0.40
λ: 280 nm Amax: 0.05
Merck :14,5975
BRN :1722294
稳定性 :Stable. Incompatible with strong oxidizing agents.
LogP :0.217 (est)
CAS 数据库 :63-68-3(CAS DataBase Reference)
NIST化学物质信息 :L-Methionine(63-68-3)
EPA化学物质信息 :L-Methionine (63-68-3)

危险类别码 :33
安全说明 :24/25
WGK Germany :2
RTECS号 :PD0457000
F :10-23
TSCA :Yes
海关编码 :29304010
毒害物质数据 :63-68-3(Hazardous Substances Data)
毒性 :LD50 oral in rat: 36gm/kg

蛋氨酸蛋氨酸是一种含硫的非极性脂肪族氨基酸，又称甲硫氨酸，是人体必需氨基酸之一，简写为Met、M。生糖必需氨基酸。1922年从酪蛋白中分离得到。是唯一含硫醚结构的氨基酸。有l-体及dl-体。天然品为l-体。相对分子质量149.21。有特殊气味。略有甜味。对空气及热稳定。L-蛋氨酸可从许多蛋白质水解或用发酵法制取。DL-蛋氨酸用化学法经下列反应合成，相关反应方程式如下：

L-蛋氨酸是人与动物体的营养所必需的氨基酸，常用于配制复合氨基酸输液，还是治疗急性肝炎、肝硬化病的药物，以及药物的解毒剂。DL-蛋氨酸大量用于牛、猪、仔鸡的配合饲料。
其代谢与半胱氨酸相关联。在原核生物中甲酰化的蛋氨酸是蛋白质生物合成的起始氨基酸。它还可被ATP活化转变成s-腺苷甲硫氨酸，作为甲基供体参与肌酸、胆碱的合成。
幼鼠缺少蛋氨酸即不能正常地生长发育。蛋氨酸的主要生理功能为供给甲基。它通过提供一个甲基(-CH3)参与体内甲基转移作用的生化反应，在胆碱及肌酸合成过程中需要它供给甲基，在某些蛋白质分子中的赖氨酸、组氨酸及精氨酸，亦需要其供给甲基进行甲基化，蛋白质分子上的游离羧基也需要它提供甲基进行甲基化。含蛋氨酸丰富的食物以肉、鱼、禽、蛋类为主，与豆类及谷类食物混食能发挥蛋白质的互补作用。
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理化性质 L-蛋氨酸学名甲硫基丁氨酸。是必需的氨基酸之一。白色薄片状结晶或结晶性粉末，有特异的气味。分子量149.21。DL-蛋氨酸 (消旋体) 熔点281℃(分解)。相对密度1.340。溶于水、稀酸和稀碱液，微溶于95%乙醇，不溶于乙醚。L-蛋氨酸 (左旋体) 熔点280～281℃ (分解)。溶于水和热稀醇。不溶于无水乙醇、乙醚、石油醚、苯和丙酮。 D-蛋氨酸 (右旋体) 熔点273℃ (分解)。溶于水、稀酸和碱，极微溶于醇，不溶于醚。一般氨基酸右旋体在生物化学方面是无效的，而蛋氨酸则例外。D-蛋氨酸和L-蛋氨酸都是有效的生成促进剂，这是由于D-蛋氨酸在生物体内能转变成L-蛋氨酸。因此合成的DL-蛋氨酸不需要析分而直接应用。蛋氨酸是动物体的必需氨基酸，是构成蛋白质的组成之一。能维持机体生长发育和氮平衡。它不能在动物体内合成，必须以氨基酸或蛋白质的形式从体外供给。蛋氨酸是重要的饲料添加剂 (营养强化剂)。在食品方面主要与甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、谷氨酸等氨基酸配合做调味剂。在医药方面，蛋氨酸是氨基酸输液、复合氨基酸制剂的主要组分之一。也用于防治肝脏疾病和砷、苯等中毒。还用于蛋白质缺少或吸收不足的病人的蛋白质营养补充剂。由甲硫醇和丙烯醛加成后再与氰化钠和氯化铵反应，生成α-氨基腈，再经水解得到。也可由酪蛋白经水解、精制制得。
饲料添加剂蛋氨酸主要用作饲料营养强化剂。是动物生长所必需氨基酸之一，是蛋白质生物合成的“骨架”氨基酸，动物体内甲基的主要供体，在动物体内代谢过程中对肾上腺素合成胆碱和肝脂肪的磷脂起一定作用。畜禽缺乏蛋氨酸会引起发育不良、体重减轻、肝肾机能减弱、肌肉萎缩、皮毛变质等。
蛋氨酸属含硫氨基酸，为猪的第二必需限制性氨基酸。如果饲料中适当添加赖氨酸和蛋氨酸，能有效地提高饲料蛋白的利用率，故赖氨酸和蛋氨酸被称为蛋白质饲料的强化剂。
天然存在的蛋氨酸有D型和L型两种，其生物利用率完全相同。人工合成的蛋氨酸是D型和L型混合的DL型化合物，生物学效价与单一D型或L型蛋氨酸完全相同。DL型蛋氨酸添加剂外观为白色至淡黄色结晶或结晶粉末，不溶于水，略带甜味。在猪配合饲料中蛋氨酸的添加量一般为0.05%～0.1%。
蛋氨酸用作营养增补剂，l-型与dl-型效果相同(因l-型系由dl-型转变而来);饲料添加剂;因本品与胱氨酸均属含硫氨基酸，在动物蛋白中大量存在，而在植物蛋白中，如燕麦、黑麦、大米、玉米、小麦、花生、大豆、土豆、菠菜等植物性食品中属于限制氨基酸，含量较少，所以可以加入到上述食物中改善氨基酸的平衡。过去认为含硫氨基酸只适用于非反刍动物，但现在经实验证明，对反刍动物也适用，更适用于鸡、猪饲料，在医药方面与其他氨基酸一起作为输液用；也用作发酵时的培养液。
蛋氨酸及其代谢蛋氨酸是构成蛋白质的含硫氨基酸，具有非极性侧链，呈厌水性。
蛋氨酸是营养上必需氨基酸，因为蛋氨酸只能于一定的条件下，才有可能在动物体内进行再合成，所以多种植物蛋白质的生理价值多决定于其含有的蛋氨酸量。蛋氨酸的生理代谢重要性如下： ①蛋氨酸可被激活转变成S腺苷蛋氨酸，充作甲基供体，参与合成多种重要含氮物的甲基化; ②蛋氨酸是体内最根本的含硫化合物，可转变成重要的半胱氨酸，提供酶蛋白、膜蛋白等的SH基。可见蛋氨酸在代谢中有转甲基及转硫作用的功能。高丝氨酸在肝内“高丝氨酸脱氨酶”的催化下，去氨基而成为α酮丁酸。α酮丁酸通过氧化脱羧作用而成为丙酰CoA(参考“苏氨酸及其代谢”条)，并可继续转变成琥珀酰CoA进入三羧酸循环)。
药效学蛋氨酸是含硫的氨基酸。体内合成胆碱需由蛋氨酸供给甲基，而胆碱是卵磷脂的组成部分，卵磷脂是脂肪转运出肝外及清除肝内脂肪沉积的不可缺少的物质，故蛋氨酸亦具有胆碱的趋脂作用。另外，蛋氨酸在体内供给硫以合成非外源性氨基酸脱氨酸，而后者具有解毒作用，故本药在临床上为趋脂保肝药，适用于脂肪肝以及伴有脂肪浸润的慢性肝炎、肝硬化。临床上蛋氨酸也可用作酒精、磺胺类中毒的辅助治疗药物。
氨基酸氨基酸是蛋白质的组成单位，是生命的物质基础，大至人类小到微生物，无一不是由蛋白质组成的。蛋白质是由肽类所组成，肽类的肽链是由氨基酸组成。不同蛋白质是由氨基酸组成不同顺序与长短的肽链所组成。与遗传有关的基因实际上也是不同顺序的氨基酸链。
目前，与人体有关的共有28种氨基酸。这28种氨基酸排列成不同顺序与不同长度的肽链来组成身体各部分的蛋白质。在这28种氨基酸中，有9种(约32%)是必需由膳食中蛋白质的氨基酸直接供应的，它们在人体内不能由所摄取的蛋白质中的其他氨基酸来合成。它们是亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸和组氨酸。
蛋氨酸是必需氨基酸。它能帮助分解脂肪，因此能预防脂肪肝，预防心、脑血管疾病和肾脏疾病。合成氨基酸如胱氨酸及牛磺酸都需要蛋氨酸的协助。
这一氨基酸能帮助将有害的物质，例如铅与其他重金属除去。它能防治肌肉软弱无力，防止头发脆化。对防治骨质疏松症或化学性过敏也有好处。它对治疗风湿热和怀孕时的毒血症有好处。
蛋氨酸还是一种有力的抗氧化剂。它所含的硫能清除自由基。身体细胞内的核酸、胶原与蛋白质的合成都需要蛋氨酸。对服用避孕剂的妇女，服用蛋氨酸也有好处。由于它能降低体内组胺的水平，因此对治疗精神分裂症有效，因为精神分裂症患者血中的组胺水平比正常人要高很多。如果体内的有毒物质增加，对蛋氨酸的需要也增加。因为身体能将蛋氨酸转变为胱氨酸，胱氨酸是谷胱甘肽的前体，而谷胱甘肽是肝脏的主要的有毒物质中和剂。这样便能保护肝脏不被有毒物质伤害。
富含蛋氨酸的食物有：大豆、其他豆类、鸡蛋、鱼类、大蒜、肉类、洋葱和酸奶。
蛋氨酸生产工艺流程图将合格的丙烯、空气、水按一定比例通入反应塔，在催化剂的存在下进行反应，反应物经吸收塔吸收后再进入精馏塔蒸馏得产品丙烯醛。
将丙烯醛和甲硫醇通入MA合成塔(即甲硫基丙醛合成塔)使其反应，反应物为甲硫基丙醛。再将MA合成塔中的反应产物通入MH合成塔(即β- 甲硫基乙基乙内酰脲)，再加入氢氰酸(或钠盐)、碳酸氢铵进行反应，再加氢氧化钠水解，用硫酸中和，经减压蒸馏、结晶、离心干燥得蛋氨酸产品。

参考资料：王大全主编.精细化工生产流程图解·一部.北京：化学工业出版社.1997年
毒性 LD50 36g/kg(大鼠，经口)。
可安全用于食品(FDA§172．320，2000)。
使用限量占食品中总蛋白质量的3.1%(FDA172．230，2000)。
食品添加剂最大允许使用量最大允许残留量标准
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添加剂中文名称
允许使用该种添加剂的食品中文名称
添加剂功能
最大允许使用量（g/kg）
最大允许残留量（g/kg）
L-蛋氨酸
食品
食品用香料
用于配制香精的各香料成分不得超过在GB 2760中的最大允许使用量和最大允许残留量
化学性质为白色片状结晶或结晶性粉末，特臭，微甜。 mp280-282℃(分解)，无旋光性，对热及空气稳定，对强酸不稳定，可导致脱甲基作用。溶于水(3.5%, 25℃), 稀酸和稀碱溶液，极难溶于乙醇，不溶于乙醚。等电点5.74。
用途氨基酸类药、营养增补剂。用于肝硬变及脂肪肝。此外大量用作饲料添加剂，以改善饲料质量，提高天然蛋白质的利用率和促进动物的发育。如DL-蛋氨酸可提高鸡的产蛋量，使生猪体重增加，奶牛多产奶等。不良反应：肝昏迷忌用。
用途营养增补剂。人体必须氨基酸之一。因价格高于DL-蛋氨酸而效果相等，故常用DL-蛋氨酸。
用途营养增补剂。人体必需氨基酸之一。
用途用于生化研究和营养增补剂，也用于肺炎、肝硬变及脂肪肝等的辅助治疗
生产方法由乙酰-DL-蛋氨酸经淀粉酶将旋光拆开而得。
生产方法技术路线

工艺过程
脱水按甘油、硫酸氢钾、硫酸钾以1:0.5:0.026的配料比投料。先将投量的甘油1/7及全部应投的硫酸氢钾、硫酸钾投入反应罐内，升温到190℃后开始滴加其余的甘油，控制反应的温度180-220℃, 反应生成的丙烯醛气体，经冷凝器收集在贮罐内，得丙烯醛粗品。将粗品加10%NaHCO3溶液调至pH6, 进行分馏，收集50-75℃馏分，得丙烯醛粗品。加成按丙烯醛、硫酸甲基异硫脲、氢氧化钠、醋酸铜、甲酸以1:2.45:3.8:0.01:0.024的比例配比投料。
环合先将硫酸甲基异硫脲投入甲硫醇发生罐中，滴加NaOH溶液，并同时加热控制温度不超过95℃，将生成的甲硫醇首先进入缓冲罐，再进入盛有50%硫酸液的洗涤罐及另一级冲罐，最后进入预先投入了丙烯醛、甲酸和醋酸铜的加成罐内，加热搅拌，保持反应温度在35-41℃。当反应快接近终点时，反应物呈淡黄色并混有絮状物，并不时测定其相对密度，当相对密度在1.066-1.074 (20℃) 时表明反应巳达终点。得3-甲硫基丙醛。
按3-甲硫基丙醛、氰化钠、碳酸氨铵以1:0.52:1.75的配料比例投料。分别将碳酸氢铵溶于其重量4倍的水和氰化钠溶于其重3倍的水后，投入反应罐中，在搅拌下缓缓滴加3-甲硫基丙醛，并保温75-80℃反应3h, 得酰脲。
水解将1.1份石灰制成石灰乳，另取0.424份氢氧化钠配成的溶液投入反应罐内，再加1份酰脲，升温进行碱水解并排氨1h, 保温165℃、压力0.5MPa，反应1h, 得DL-蛋氨酸钠盐。
中和、脱色将上述DL-蛋氨酸钠盐加HCl调pH5-6，活性炭1%煮沸45min, 趁热过滤去渣，收集滤液，冷却结晶，过滤取结晶，于100℃下干燥得DL-蛋氨酸粗品。
精制按粗品、蒸馏水、活性炭、EDTA以1:7:0.04:0.0007的比例配比投料，将其投入精制罐内，搅拌，脱色1.5h, 过滤去渣，收集滤液，冷却放置15-20h结晶，过滤取结晶，干燥，得DL-蛋氨酸成品。